二階非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)是現(xiàn)代光學(xué)研究與應(yīng)用中最重要的非線(xiàn)性光學(xué)過(guò)程之一。由于結(jié)構(gòu)反演對(duì)稱(chēng)性的限制，常用的硅基光子學(xué)材料往往不具備二階非線(xiàn)性電偶極響應(yīng)。借助材料的表面或界面，這種反演對(duì)稱(chēng)性可以被打破，進(jìn)而誘導(dǎo)出二階非線(xiàn)性光學(xué)響應(yīng)。然而，傳統(tǒng)的表非線(xiàn)性光學(xué)效應(yīng)轉(zhuǎn)換效率極低，且體相電四極響應(yīng)嚴(yán)重地干擾表面對(duì)稱(chēng)性破缺誘導(dǎo)的非線(xiàn)性信號(hào)分析。在本項(xiàng)研究工作中，課題組人員利用超高品質(zhì)因子回音壁光學(xué)微腔在實(shí)驗(yàn)上獲得了高亮度的二次諧波和二次和頻信號(hào)。研究人員發(fā)展了一種動(dòng)態(tài)相位匹配方法，利用光學(xué)微腔中熱效應(yīng)和光學(xué)克爾效應(yīng)的相位調(diào)制，高效地實(shí)現(xiàn)了基波和諧波信號(hào)同時(shí)與微腔模式共振，實(shí)驗(yàn)上獲得的二次諧波轉(zhuǎn)換效率相比傳統(tǒng)表面非線(xiàn)性光學(xué)增強(qiáng)了14個(gè)數(shù)量級(jí)。研究人員進(jìn)一步通過(guò)對(duì)基波偏振和二次諧波模式場(chǎng)分布的測(cè)量分析，成功提取得到只有表面對(duì)稱(chēng)性破缺誘導(dǎo)的非線(xiàn)性信號(hào)，排除了體相電四極響應(yīng)的干擾。